FR3043716B1

FR3043716B1 - Ensemble de distribution variable pour un moteur a combustion interne

Info

Publication number: FR3043716B1
Application number: FR1560782A
Authority: FR
Inventors: Didier Girard; Matthieu Fuin
Original assignee: Psa Automobiles Sa; Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2035-11-12
Also published as: FR3043716A1; WO2017081379A1

Abstract

L'invention concerne un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne comprenant un arbre interne (1), un arbre externe (2) monté concentriquement à l'arbre interne (1), cet arbre externe (2) pouvant tourner relativement à l'arbre interne (1), une came (3) disposée sur l'arbre externe (2), mobile autour d'un axe longitudinal (Z) de l'arbre externe (2), cette came (3) comprenant des moyens de fixation et d'entrainement qui relient la came (3) à l'arbre interne (1) à travers une lumière (9) de l'arbre externe (2), caractérisé en ce qu'il comprend une bague (6) comprenant une cible (7) pour la lecture de la position angulaire de l'arbre à cames interne (1), cette bague (6) étant également tenue par les moyens de fixation reliant la came (3) à l'arbre interne (1).

Description

ENSEMBLE DE DISTRIBUTION VARIABLE POUR UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE

La présente invention se rapporte au domaine des moteurs à combustion interne. L’invention concerne plus particulièrement un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne.

Les nouvelles motorisations doivent répondre à une problématique de plus en plus contraignante, notamment à des limites réglementaires d’émissions de polluants et des émissions de CO2 de plus en plus sévères.

Ces contraintes nous poussent à optimiser le moteur thermique dans son fonctionnement, et ce, pour toutes ses phases de vie.

Parmi les technologies utilisées dans ce but, la distribution variable permet un meilleur rendement et une moindre pollution en faisant varier des paramètres tels que le calage angulaire, la durée d'ouverture et/ou la levée des soupapes d'admission et d'échappement.

On connaît par exemple du document US20120160197 un dispositif de distribution variable comprenant un arbre à cames interne et un arbre à cames externe, les deux arbres étant concentriques. Dans ce dispositif, l’arbre interne est déphasé par rapport à l’arbre externe qui lui est relié au vilebrequin.

Une des difficultés de cette technologie est d’intégrer une cible pour lire la position de l’arbre à cames interne.

Le document US20120160197 propose de placer par exemple la cible au bout de l’arbre à cames interne ou en encore sur le déphaseur, couplé à la partie interne qui déphase. Cependant de telles implantations engendrent des coûts de réalisation et de montage excessifs.

Par conséquent, le problème à la base de l’invention est de réaliser un ensemble de distribution variable avec une cible implantée à moindre coût. Un autre but de l’invention est d’éviter une diversité sur les cames, qui induit aussi un coût plus élevé.

Pour résoudre ce problème, il est prévu selon l’invention un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne comprenant : -un arbre interne, -un arbre externe monté concentriquement à l’arbre interne, cet arbre externe pouvant tourner relativement à l’arbre interne, -une came disposée sur l’arbre externe, mobile autour d’un axe longitudinal de l’arbre externe, cette came comprenant : -des moyens de fixation et d’entrainement qui relient la came à l’arbre interne à travers une lumière de l’arbre externe, caractérisé en ce qu’il comprend une bague comprenant une cible pour la lecture de la position angulaire de l’arbre à cames interne, cette bague étant également tenue par les moyens de fixation reliant la came à l’arbre interne. L’effet technique est de mutualiser les moyens de fixation à la fixation de la came mobile et de la bague portant la cible, ce qui permet une économie de pièce et d’opération de montage.

Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :

Dans une variante, les moyens de fixation de fixation et d’entrainement sont formés par une goupille.

Dans une autre variante, la came mobile comprend une première partie portant un profil de lever d’une soupape du moteur et une seconde partie, adjacente à la première partie et portant un orifice de passage des moyens de fixation et d’entrainement.

Dans une autre variante, la bague comprend une première partie portant la cible et une seconde partie portant un orifice de passage des moyens de fixation et d’entrainement.

Dans une variante, la seconde partie de la bague chevauche concentriquement la seconde partie de la came mobile.

Dans une autre variante, l’ensemble comprend plusieurs cames mobiles et la bague est assemblée avec la came mobile la plus en bout de l’arbre externe, de préférence au bout de l’arbre externe destiné à être relié à une poulie de distribution du moteur.

Dans une variante, la cible est positionnée entre la came mobile la plus en bout de l’arbre externe et ce même bout d’arbre externe. L’invention porte aussi sur un procédé de montage d’un ensemble de distribution variable selon cette dernière variante, l’ensemble comprenant plusieurs cames mobiles et plusieurs cames montées fixes sur l’arbre externe caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : -sur l’arbre externe, alternance d’emmanchement d’une came fixe et de glissement d’une came mobile, -sur la dernière came mobile glissée, mise en place de la bague portant la cible, -Insertion de l’arbre interne dans l’arbre externe, -pour les cames mobiles sans bague, emmanchement de leurs goupilles pour immobiliser les cames mobiles par rapport à l’arbre interne, - pour la came mobile portant la bague, emmanchement de sa goupille pour immobiliser cette came et la bague par rapport à l’arbre interne. L’invention porte aussi sur un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de distribution variable selon l’une des variantes précédemment décrites. L’invention porte aussi sur un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un tel moteur à combustion interne. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d’un mode particulier de réalisation, non limitatif de l’invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique en éclaté d’un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne selon l’invention. - La figure 2 est une représentation schématique de l’assemblage entre la came mobile, la bague support de cible et l’arbre interne et l’arbre externe. - La figure 3a et la figure 3b illustrent deux étapes de montage d’un ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne selon l’invention.

La figure 1 présente en vue éclatée un mode de réalisation d’ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne de l’invention. Un tel ensemble de distribution variable convient pour un moteur à combustion interne dont les soupapes d’admission et/ ou d’échappement sont animées par des cames. Un tel moteur peut équiper un véhicule.

Sur cette figure 1, la référence 1 désigne un arbre interne et la référence 2 un arbre externe creux s’étendant selon un axe longitudinal Z. L’arbre externe 2 est monté concentriquement à l’arbre interne 1, cet arbre externe 2 pouvant tourner relativement à l’arbre interne 1. L’arbre externe 2 qui sert de référence est destiné à être relié à une poulie de distribution elle-même reliée au vilebrequin du moteur par des moyens de transmission souple telle qu’une courroie ou une chaîne, l’arbre interne 1 est destiné à être relié à un déphaseur permettant d’actionner en rotation autour de l’axe longitudinal Z l’arbre interne 1 pour appliquer un décalage angulaire déterminé par rapport à l’arbre externe 2.

Sur l’arbre externe 2 sont disposées rigidement des cames 10 fixes. Les cames 10 peuvent être par exemple emmanchées sur l’arbre externe 2. Sur la figure 1, quatre cames fixes 10 sont représentées, destinées chacune à la commande du mouvement d’une soupape d’admission ou d’échappement d’un cylindre du moteur. L’ensemble de distribution variable présenté en figure 1 convient donc pour un moteur à combustion interne à quatre cylindres. Le nombre de cames de l’ensemble de distribution variable de l’invention peut être adapté à un moteur à combustion interne comprenant un nombre différent de cylindres, par exemple trois cylindres.

Sur l’arbre externe 2 sont également disposées des cames 3 mobiles destinées chacune à la commande du mouvement d’une autre soupape d’admission ou d’échappement d’un cylindre du moteur. Sur la figure 1, quatre cames mobiles 3 sont représentées, destinées chacune à la commande du mouvement d’une autre soupape d’admission ou d’échappement d’un cylindre du moteur.

Les cames 3 sont mobiles en ce qu’elles peuvent tourner sur une plage angulaire déterminée autour de l’arbre externe 2.

Chaque came 3 est reliée mécaniquement à l’arbre interne 1, par des moyens permettant la fixation et l’entrainement de cette came 3 à l’arbre interne 1. Ces moyens de fixation et d’entrainement relient la came 3 à l’arbre interne 1 en passant à travers une lumière 9 aménagée dans l’arbre externe 2.

Pour des raisons de simplicité de réalisation mécanique, ces moyens de fixation et d’entrainement sont formés par une goupille 8.

Conformément à l’invention, en référence également avec la figure 2, l’ensemble de distribution variable comprend encore une bague 6 portant sur une première partie annulaire, 6a, une cible 7 pour la lecture de la position angulaire de l’arbre à cames interne 1. Cette bague 6 est également maintenue par la goupille 8. Dans cet agencement, la même goupille 8 permet la fixation et l’entrainement en rotation à la fois de la came mobile 3 et de la bague 6 portant la cible 7.

La cible 7 peut comprendre des dentures dont la détection de la présence permet de déterminer la position angulaire de l’arbre interne 1. La cible 7 peut avantageusement être une piste magnétique, ce qui est plus compact qu’une denture.

En référence encore à la figure 2, la came mobile 3 comprend deux parties adjacentes 4 et 5. La première 4 partie de la came 3 porte un profil de lever de la soupape dont le mouvement est commandé par la came 3. La deuxième partie 5, ayant la forme d’une couronne porte un orifice 11 de passage dans lequel est insérée en force la goupille 8 pour immobiliser et positionner la came 3 mobile par rapport à l’arbre interne 1.

La bague comprend une deuxième partie 6b, adjacente à la première partie 6a portant la cible 7. Cette deuxième partie 6b porte aussi un orifice 12 dans lequel est insérée en force la goupille 8 pour immobiliser et positionner la bague 6 par rapport à l’arbre interne 1. La seconde partie 6b de la bague 6 chevauche concentriquement la seconde partie 5 de la came 3 mobile.

La lumière 9 est ouverte dans l’arbre externe 2 perpendiculairement à l’axe longitudinal Z est agencée de sorte à autoriser le mouvement de la goupille 8 et donc la rotation de l’arbre interne 1 sur une plage angulaire déterminée, par exemple 60°.

La bague 6 peut être en tôle, avec une cible 7 magnétique rapportée et collée à la première partie 6a. La bague 6 peut être réalisée autrement, par exemple par frittage.

En revenant à la figure 1, lorsque l’arbre interne commande plusieurs cames 3 mobiles, la bague 6 portant la cible 7 est de préférence assemblée avec la came 3 mobile située le plus en bout d’arbre externe 2, ce qui permet d’améliorer la précision de la lecture. De préférence encore il s’agit du bout d’arbre externe 2 destiné à être relié à la poulie de distribution, Ainsi la cible est au plus près de l’entrainement de distribution à un endroit où la torsion y est moindre que sur les autres cames, ce qui améliore la précision de lecture. De préférence encore, la cible 7 est orientée vers l’extérieur de l’arbre externe 2, autrement dit la cible 7 est positionnée entre cette came 3 mobile et ce bout d’arbre externe 2.

Le montage d’un ensemble tel que présenté à la figure 1 est le suivant : -sur l’arbre externe 2, alternance d’emmanchement d’une came 10 fixe et de glissement de came 3 mobile, -sur la dernière came 3 mobile glissée, mise en place de la bague 6 portant la cible 7 (figure 3a) -Insertion de l’arbre interne 2 dans l’arbre externe 2, -Emmanchement de goupilles 8 pour immobiliser les cames 3 mobiles sans bague par rapport à l’arbre interne 1, -Emmanchement d’une goupille 8 pour la came 3 mobile portant la bague 6 pour immobiliser cette came et la bague 6 par rapport à l’arbre interne 1 (figure 3b).

Afin d’améliorer la standardisation des pièces, les cames 3 mobiles ne portant pas la bague 6 sont identiques à la came portant la bague 6. En raison de la surépaisseur de la bague 6, la goupille 8 destinée à immobiliser la came 3 mobile assemblée avec la bague 6 peut être plus longue que les autres goupilles. Alternativement, Afin d’améliorer la standardisation des pièces, les goupilles 8 peuvent être de même longueur. L’invention permet d’intégrer une cible sur la came déphasée de manière facilement implantable et facile à monter, sans générer de diversité sur les cames.

Claims

Revendications

1. Ensemble de distribution variable pour un moteur à combustion interne comprenant : -un arbre interne (1), -un arbre externe (2) monté concentriquement à l’arbre interne (1), cet arbre externe (2) pouvant tourner relativement à l’arbre interne (1), - plusieurs cames (3) disposées sur l’arbre externe (2), mobiles autour d’un axe longitudinal (Z) de l’arbre externe (2), cette came (3) comprenant : -des moyens de fixation et d’entrainement qui relient la came (3) à l’arbre interne (1) à travers une lumière (9) de l’arbre externe (2), caractérisé en ce que la came (3) mobile la plus en bout de l’arbre externe (2) comprend une bague (6) comprenant une cible (7) pour la lecture de la position angulaire de l’arbre à cames interne (1), cette bague (6) étant également tenue par les moyens de fixation reliant la came (3) à l’arbre interne (1), la cible (7) étant positionnée entre la came (3) mobile la plus en bout de l’arbre externe (2) et ce même bout d’arbre externe (2).
2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation de fixation et d’entrainement sont formés par une goupille (8). 3. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la came (3) mobile comprend une première partie (4) portant un profil de lever d’une soupape du moteur et une seconde partie (5), adjacente à la première partie et portant un orifice (11) de passage des moyens de fixation et d’entrainement. 4. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague (6) comprend une première partie (6a) portant la cible (7) et une seconde partie (6b) portant un orifice (12) de passage des moyens de fixation et d’entrainement. 5. Ensemble selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la seconde partie (6b) de la bague (6) chevauche concentriquement la seconde partie (5) de la came (3) mobile. 6. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la came (3) mobile la plus en bout de l’arbre externe (2) est destinée à être relié à une poulie de distribution du moteur. 7. Procédé de montage d’un ensemble de distribution variable selon l’une des revendication précédentes, l’ensemble comprenant plusieurs cames (3) mobiles et plusieurs cames (10) montées fixes sur l’arbre externe (2) caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : -sur l’arbre externe (2), alternance d’emmanchement d’une came (10) fixe et de glissement d’une came (3) mobile, -sur la dernière came (3) mobile glissée, mise en place de la bague (6) portant la cible (7), -Insertion de l’arbre interne (1) dans l’arbre externe (2), -pour les cames (3) mobiles sans bague, emmanchement de leurs goupilles (8) pour immobiliser les cames (3) mobiles par rapport à l’arbre interne (1), - pour la came (3) mobile portant la bague (6), emmanchement de sa goupille (8) pour immobiliser cette came et la bague (6) par rapport à l’arbre interne 1.
8. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble de distribution variable selon l’une des revendications 1 à 6. 9. Véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un moteur à combustion interne selon la revendication précédente.